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El sistema de posicionamiento cuántico es 1.000 veces más preciso que el actual GPS

La moda del autoguiado, ¿inversión o gasto?

Heliodoro Catalán Mogorrón18/12/2016
Si al final decide pasarse al autoguiado ya sabe que le toca ‘argumentar’ con pasión tanto en casa como en el bar sobre las bondades del invento para convencer sobre el gasto que conlleva, que no es poco. En realidad se trata de una inversión amortizable en un breve periodo, en base al ahorro que supone en tiempo, semilla, tratamiento y, por supuesto, comodidad. ¿Pero de verdad esto es así?
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Aunque no tenga ningún sistema de autoguiado montado, si puedo presumir de tener entre mis amigos a muchos que lo manejan y lo usan como una herramienta más de trabajo. También tengo contacto con todos los principales fabricantes de tractores. Unos y otros coinciden en que en realidad los sistemas de autoguiado son rentables y mucho. Quizá el autoguiado es, de los últimos 'inventos' en el campo, el que más contribuye al ahorro de tiempo e insumos, pero hay mucho más, ya que además de hacer la conducción mucho más cómoda, se puede disponer de las horas nocturnas para realizar aquellas faenas que se concentran en una determinada época y preocuparnos únicamente del estado del terreno.

El control de la orientación primero y posterior control de la dirección son dos importantes armas que tienen los agricultores para aumentar la eficiencia reduciendo costes y a la postre mejorar el sistema de gestión de su explotación. Las cifras de ahorro barajadas rondan el 6%, aunque entiéndase esta cifra como global, es decir, ahorro del 6% en semilla, o en abono, o en fitosanitarios, pero también en desgaste de equipos y en combustible.
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VarioGuide de Fendt.

Conducción automática como parte de la nueva revolución agrícola

El inicio de la agricultura de precisión (AP) se encuentra en la aplicación de los sistemas de geoposicionamiento. En España se empezó a hablar de ello mediada la década de los 90. Sin embargo, aquellos primeros desarrollos no pasaron al agricultor, quizá por el desconocimiento de los técnicos y por el estado de la técnica y la tecnología. Pero a partir de 2010 el impulso ha sido espectacular. Desde entonces la AP es una de las tecnologías punteras en el manejo de las explotaciones agrícolas y la implementación de las técnicas para mejorar las labores no deja de experimentar importantes avances. Las ayudas a la conducción, incluyendo la conducción automática, son parte de esta revolución.

El objetivo de la AP es que los agricultores puedan aumentar la eficiencia de su explotación por optimización de los costes y mejora del rendimiento. Con las técnicas utilizadas en AP se deja de trabajar por hectáreas para hacerlo por metro cuadrado, puesto que la idea es permitir el tratamiento diferenciado dentro de una parcela. Y si bien el tratamiento diferenciado se ha hecho desde siempre, ahora se nutre de técnicas como los sensores de 'cantidad' y 'calidad', GPS, etc.

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Autoguiado en tractor Claas Arion (Sistema Cerea cortesía de Twins Farm).

¿Qué es un sistema de autoguiado y cómo se implementa?

  • ¿Dónde estoy?: Lo primero que se necesita es saber el lugar que ocupamos. No piense el lector que esto ha sido fácil de conocer. Recuérdese como un navegante del medievo solamente aprendió a utilizar la observación astronómica para fijar la latitud, posteriormente los avances pudieron fijar latitud y longitud, pero para situarnos en contexto, ¿el lector sabe que incluso un portaviones de la 2ª guerra mundial sólo sabía de forma aproximada donde se encontraba?
  • Constelaciones de satélites: Hoy, recurriendo a 'constelaciones' de satélites artificiales las cosas han cambiado. A estos sistemas se les denomina GNSS (Global Navigation Satellite System) o GPS (Global Positioning System), y en realidad se trata de una serie de satélites espaciales (situados a una altura aproximada de 20.000 km) que mantienen 'comunicación' con el tractor para posicionar la máquina en un lugar exacto. En España, dependiendo de la antena que pongamos en el tractor, se pueden usar bien la red de satélites norteamericana, Navstar GPS, o la Glonass rusa, aunque a partir de enero de 2017 ya se puede usar la europea Galileo que se convierte en el cuarto sistema de posicionamiento del mundo (el tercero, no utilizable en España, es el chino BDS). Una vez que ya 'sabemos donde estamos' el resto del sistema es fácil de implementar y bastará con diseñar un software (programas informáticos) que le digan a la dirección del tractor qué debe de hacer y un mecanismo para manejar ese sistema de dirección.
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Componentes del Topcon System 150.
  • El resultado: Un sistema capaz de guiarnos en líneas rectas con precisión incluso milimétrica. Además, un buen autoguiado no solo nos conduce en líneas rectas, también permite realizar laboreo a nivel, con pasadas totalmente paralelas, o laboreo en bandas en el cual solo se trabaja la 'tira' de tierra donde se coloca la semilla. Y por supuesto permite al agricultor trabajar ya sea de día o de noche, con niebla o polvo, etc.
  • ¿Y algo más?: Efectivamente. Lo anterior no sería otra cosa que una ayuda a la conducción, una única faceta que nos llevaría a los dominios de la AP, pero hay mucho más. La siguiente etapa es la comunicación del tractor con el implemento. ¿Para qué? Pues para posibilitar la capacidad de variar automáticamente la tasa de simiente o de fertilizantes en cada m2 de la parcela. Ahora ya estamos en la denominada 'integración inteligente'. Conseguirlo es sencillo mediante el control de aperos ISOBUS, con el cual se abre una línea de comunicación tractor-apero-tractor. Para lograr el tratamiento diferenciado se necesitan mapas de bases de datos con información geográficamente referenciada, y esto no es otra cosa que los denominados GIS (Geographic Information System) o SIG (Sistemas de Información Geográfica). Así se tiene una parcela, geolocalizada que significa superponer sobre el mismo metro cuadrado todas las capas informativas (análisis de suelo, histórico de cosechas, contenido clorofílico, etc.).
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Componentes Wiresoft.

¿Y las opciones que hay?

Ciñéndonos al autoguiado hay bastante donde elegir en función del montaje, de la precisión, etc.

- Sobre el montaje: Es necesario instalar tres componentes, la antena o receptor, la pantalla o tablet y el sistema de acción sobre la dirección.

  • La antena se coloca o bien en el techo de cabina o bien en el morro del tractor. El techo tiene el inconveniente de que se producen más errores por inclinación, pues está más alta y 1º de inclinación se traduce en más distancia. Colocarla en el capó delantero tiene por el contrario el problema de 'sombras' en la recepción. Cada cual elige. De todas formas, un sistema de autoguiado que se precie ya dispone de capacidad para compensar la inclinación cuando se está trabajando en terrenos con mucha pendiente.
  • En la pantalla se puede recurrir a pequeñas pantallas táctiles (4-5 pulgadas), aunque lo ideal es recurrir a terminales tipo tablet de 16" o 18", o a pantallas específicas del equipo que están mucho mejor aisladas, y a la postre son mucho más resistentes. En estas pantallas también se pueden programar varios canales de TV para tener la visión del apero-trabajo desde distintos ángulos. En cualquier caso la alimentación común es a 12 V y normalmente se conecta al mechero del tractor o a cualquier otra toma. A la tablet hay que instalarle el software, que en realidad es el corazón del sistema. Un software adecuado permite obtener previamente la cantidad de semilla necesaria o el 'caldo' suficiente para hacer un tratamiento. También permite mantener al día el registro del cuaderno de campo para saber las cantidades y el lugar en el que se han aplicado cada producto.
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Placa electrónica de una antena de recepción.

- Sobre la precisión entre pasadas: Desde 15 m (señal sin corregir) a 1-2 cm (RTK), al final la precisión depende del sistemas de posicionamiento global GNSS utilizado. La señal emitida por los satélites y que leen las antenas son gratuitas, pero disponen de poca precisión para el trabajo agrícola (entre 5 y 15 m). La poca precisión se debe, entre otras cosas, a que la señal debe atravesar la ionosfera, una capa de la atmósfera donde se generan 'ruidos' electromagnéticos y demoras en la recepción. Se hace por tanto necesario la corrección de la señal, y a eso se le llama corrección diferencial o DGPS.

La corrección diferencial se puede hacer recurriendo a satélites geoestacionarios (Omnistar HP, StarFire SF, EGNOS, WAAS) o a las estaciones RTK que se comunican con el tractor por medio de ondas de radio o cobertura telefónica (Ntrip). En cualquier caso la corrección se basa en las señales emitidas desde unos receptores fijos con coordenadas definidas.

La corrección RTK es la más precisa, pero tiene un radio máximo en función de la orografía. También entenderá el lector que disponer de este tipo de corrección tiene un coste, por lo que el usuario, normalmente, deberá pagar por el tiempo de utilización. Lo que pasa es que la Administración pone sus antenas RTK al servicio de los agricultores para motivarles a dar el paso a la AP (por ejemplo, la web de la junta de CyL http://gnss.itacyl.es/; http://www.epncb.oma.be/, o la de Navarra).

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Precisión en la siembra de ajo (cortesía de TwinsFarm).

- Sobre el fabricante: Se puede optar por autoguiados del propio fabricante que ha desarrollado específicamente para sus tractores con algún proveedor puntero. De esta forma se puede adquirir el AutoTrac de John Deere en todas sus versiones (Controller y Universal) o el InteliSteer de CNH, el Autoguide de AGCO, etc. Otra opción son los proveedores libres como Topcon, Trimble, Teejet, TractorDrive, Müller-Elektronik, etc., e incluso en vez de optar por 'paquetes integrados' se puede optar por proveedores aislados y montar uno mismo el conjunto. En España existen dos buenos ejemplos, protagonizados por empresas como Cerea (http://www.cereagps.com/) y Wiresoft (http://gpsagricola.com/), a los que se están sumando muchos agricultores.

¿Y para los agricultores de leñosos?

Puede parecer que lo expuesto hasta aquí ayuda más a los agricultores ‘cerealistas’ que a los ‘leñosos’, pero no es así. Una de las utilidades más inmediatas del autoguiado es la plantación, donde máquinas implementadas con conducción automática son capaces de obtener precisiones de 2 cm. Si además superamos las ventajas del autoguiado y pasamos a la siguiente etapa del tratamiento diferenciado, estamos, por ejemplo, ante la denominada viticultura de precisión. Aquí los pros son mucho más numerosos como la identificación de la variabilidad de cada parcela para conseguir tratamientos diferenciados en, por ejemplo, enfermedades de la madera, abonados con micronutrientes en determinadas cepas, etc.
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Pantalla de Trimble Agrometius.

El futuro: Posicionamiento cuántico mediante medición inercial

Parece que me gusta terminar fastidiando ligeramente al lector. Y es que, de verdad, ¿acaso piensan que 30 satélites GPS + 30 satélites Glonass + 30 satélites chinos + 30 Galileo + 30 que están lanzando los indios tienen sentido? De verdad, ¿no creen que ya hay demasiada chatarra espacial? Pero es que también está el tema del 'apagón'. ¿Acaso no han llegado a leer que los científicos norteamericanos, presionados por la misma presidencia, se están planteando las hipótesis de un apagón a causa de alguna tormenta solar? Y es que en realidad, o al menos yo lo veo así, todo esto de los satélites es como 'matar moscas a cañonazos', porque en realidad hay otra forma.

Posicionamiento cuántico

El sistema es incluso 1.000 veces más preciso que el actual GPS. Sir Isaac Newton ya afirmó que un objeto tiende a seguir una trayectoria en forma de línea recta con una velocidad constante si no actúan fuerzas sobre él. Esto se traduce en que si soy capaz de conocer las aceleraciones en los tres ejes coordenados a las que se somete un objeto y también conozco su posición inicial, entonces puedo saber la posición en todo momento. Solamente necesito de unos sensores denominados acelerómetros y giróscopos muy precisos que se ubican en las denominadas unidades de medición inercial: IMU (Inertial Measurement Unit).

La diferencia con el GPS es que el sistema no necesita comunicarse con agentes externos para saber su posición, aunque el sistema sí que requiere de vez en cuando de un sistema que le corrija los errores acumulados. Lo mejor de todo es que estas unidades eran hasta hace bien poco caras, pero ahora están a 'precios agrícola', y todos los conocemos, por ejemplo, en uso en nuestro teléfono (capacidad de rotar la pantalla) o en los drones quadricópteros.

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Autoguiado sin conductor.

ENLACES DESTACADOS

FIMA  Agrícola 2018, Feria de Zaragoza, 20-24 de febreroDrones y Satélites en agricultura - Lugo, 21-23 de febrero de 2018 USC

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